(57)【要約】【課題】電解ユニット１０を設置する上で省スペースとなり、且つ、電気分解に必要な電力にエネルギーを有効利用する。【解決手段】浴槽５１内に設置されて改質する浴水が流通する電解ユニット１０と、電解ユニット１０内に配置された電極１２・１３間に電圧を印加して制御する制御装置２０と、給水路４１を流通する湯水の流水エネルギーにより水車３０ａを回転させて発電機３０ｂにて発電する発電装置３０とを備え、制御装置２０は、発電装置３０で発電した電力を電解ユニット１０に給電して浴水をアルカリ水に改質する。すなわち、電解ユニット１０を設置する上で、浴槽５１内に設置することで、省スペースとすることができる。また、浴槽５１へ給水する際の流水エネルギーを利用して発電を行ない、その発電した電力にて浴槽内の浴水を電気分解することにより、エネルギーの有効利用、いわゆる省エネルギーとすることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽（５１）内に設置されて改質する浴水が流通する電解ユニット（１０）と、
前記電解ユニット（１０）内に配置された電極（１２、１３）間に電圧を印加して制御する制御手段（２０）と、
前記浴槽（５１）へ湯水を供給する給水路（４１）中に配置された流水回転手段（３０ａ）と前記流水回転手段（３０ａ）で駆動される発電機構（３０ｂ）とからなり、前記給水路（４１）を流通する前記湯水の流水エネルギーにより前記流水回転手段（３０ａ）を回転させて前記発電機構（３０ｂ）にて発電する発電手段（３０）とを備え、
前記制御手段（２０）は、前記発電手段（３０）で発電した電力を前記電解ユニット（１０）に給電して前記浴水をアルカリ水に改質することを特徴とする浴水改質装置。
【請求項２】
前記発電手段（３０）によって発電された電力を蓄える蓄電手段（３１）を設けると共に、前記蓄電手段（３１）から前記制御手段（２０）へ電力を供給するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の浴水改質装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極に電圧を印加して電気分解することで浴水を中性もしくはアルカリ性に改質する浴水改質装置に関するものであり、特に、電気分解に掛かる電力の省エネルギーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の浴水改質装置としては、例えば本出願人が先に出願した特許文献１に示すものがある。これは、浴水改質装置として、マグネシウム電極とステンレス電極とを配した電解ユニットと、浴水往管中に配される浴水ポンプと、マグネシウム電極に正の電圧を印加してステンレス電極に負の電圧を印加する制御装置とを備え、マグネシウム電極から浴水にＭｇ２＋イオンを溶解させて浴水をアルカリ性に改質するものである。
【０００３】
また図４は、上記従来の浴水改質装置を、浴槽５１へ湯水を供給する給水路４１中に配置した場合の全体構成を示す模式図である。給水路４１中に例えば三方弁４２を設け、浴槽５１への給水を改質する場合は給水路４１をバイパス水路４１ｂから改質装置側水路４１ａに切り換えると共に、制御装置２０から電解ユニット１０内の電極に電圧を印加して通過する給水を改質するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１４９９４０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の浴水改質装置では、電解ユニットが浴槽とは別に設置されるため、浴室内に電解ユニットの設置スペースが必要であった。また、電解ユニット内の浴水を所定性能で電気分解するには４〜６Ｗ程度の消費電力が必要であり、この電力を商用電源から供給するように構成しているのが一般的である。
【０００６】
そこで本発明は、上記従来に鑑みて成されたものであり、その目的は、電解ユニットを設置する上で省スペースとなり、且つ、電気分解に必要な電力にエネルギーを有効利用した浴水改質装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１または請求項２に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、浴槽（５１）内に設置されて改質する浴水が流通する電解ユニット（１０）と、電解ユニット（１０）内に配置された電極（１２、１３）間に電圧を印加して制御する制御手段（２０）と、浴槽（５１）へ湯水を供給する給水路（４１）中に配置された流水回転手段（３０ａ）と流水回転手段（３０ａ）で駆動される発電機構（３０ｂ）とからなり、給水路（４１）を流通する湯水の流水エネルギーにより流水回転手段（３０ａ）を回転させて発電機構（３０ｂ）にて発電する発電手段（３０）とを備え、
制御手段（２０）は、発電手段（３０）で発電した電力を電解ユニット（１０）に給電して浴水をアルカリ水に改質することを特徴としている。
【０００８】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、電解ユニット（１０）を設置する上で、浴槽（５１）内に設置することで、省スペースとすることができる。また、浴槽（５１）へ給水する際の流水エネルギーを利用して発電を行ない、その発電した電力にて浴槽内の浴水を電気分解することにより、エネルギーの有効利用、いわゆる省エネルギーとすることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、発電手段（３０）によって発電された電力を蓄える蓄電手段（３１）を設けると共に、蓄電手段（３１）から制御手段（２０）へ電力を供給するようにしたことを特徴としている。この請求項２に記載の発明によれば、蓄電手段（３１）を設けたことにより、給水（流水）していない時でも必要に応じて、発電手段（３０）で発電した電力を電解ユニット（１０）に給電して浴水をアルカリ水に改質することができる。尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態における浴水改質装置の全体構成を示す模式図である。まず本実施形態では、浴水を電気分解してアルカリ性に改質する電解ユニット１０を、浴槽５１内に設置している。図２は図１における電解ユニット１０の概要構成と、電気分解作用を説明する模式図である。
【００１１】
電解ユニット１０は、浴水が流通する電解槽１１内に構成されている。電解槽１１は、アルカリに強いプラスチックなどの材料で形成された容器であり、浴水を電解槽１１内に流通させるための吸水口１６と、反対側に開口し改質されたアルカリ水を吐出する吐出口１７とが設けられた、電気分解を行なうための容器である。そして図２では、吸水口１６に浴水を電解槽１１内に供給する水車１５ａと駆動装置１５ｂとで構成した浴水循環装置１５が配置されている。
【００１２】
電解槽１１内には、対向して配置される第１・第２電極（電極）１２・１３と、この第１・第２電極１２・１３との間に配置される複数の中間電極１４とが配置されている。尚、電解槽１１内に配置される第１・第２電極１２・１３は、導電性金属である。例えば、Ｔｉ材にＰｔメッキかＰｔを焼成したものかのいずれかで板状に形成されている。
【００１３】
また、複数の中間電極１４は、マグネシウムを多く含む材料で板状に形成され、電気絶縁性の図示しないスペーサを介して、各中間電極１４が互いに所定間隔を設けて略平行に配置されるように第１・第２電極１２・１３間に積層されている。
【００１４】
そして、浴水を改質する時には、電解槽１１の外部に配置した制御装置（制御手段）２０から先の浴水循環装置１５に給電されて浴水の循環が成されると共に、第１・第２電極１２・１３間にも直流電圧が印加される。これは例えば、一方の第１電極１２側に高電位電圧（例えば、ＤＣ２４Ｖ）を印加して、もう一方の第２電極１３側に低電位電圧（ＤＣ０Ｖ）を一定時間（例えば５分）印加させ、その後、第１電極１２側に低電位電圧（ＤＣ０Ｖ）を印加して、第２電極１３側に高電位電圧（例えば、ＤＣ２４Ｖ）を一定時間（例えば５分）印加させるように交互に極性を切り換えるように制御している。
【００１５】
尚、電解性能は浴水の水質等の条件によって変動するため、性能を安定させるために、第１・第２電極１２・１３に印加する電圧を制御装置２０により制御させ、電解槽１１内を流れる電流が一定に保つ機構を設けても良い。また、制御装置２０は、図示しない操作パネルに接続され、操作パネルからの操作信号に基づいて制御を行なう。
【００１６】
また、給湯機等からの湯や水道等からの水を浴槽５１へ供給する給水路４１には、水車（流水回転手段）３０ａと、その水車３０ａで駆動される発電機（発電機構）３０ｂとからなる発電装置（発電手段）３０を配置している。そして、給水路４１から浴槽５１へ湯水を供給する時、給水路４１を流通する湯水の流水エネルギーにより水車３０ａを回転させられ、回転子と固定子とからなる発電機３０ｂにて発電が成される。
【００１７】
そして制御装置２０は、発電装置３０で発電が成される時、その発電電力を電解ユニット１０に給電して浴水をアルカリ水に改質するようになっている。尚、本実施形態の制御装置２０は、発電装置３０で発電された電力の供給を受けると共に、発電装置３０以外から、すなわち、商用電源から電力の供給を受け、直流電圧に変換させて電解ユニット１０に印加するように構成されている。ちなみに、発電装置３０で発電された電力が所定値以下の時には、商用電源からの電力を供給するようになっている。
【００１８】
次に、以上の構成による浴水改質装置の作動について説明する。まず、アルカリ水に改質したい時には、図示しない操作パネルのアルカリ化スイッチを操作することで、制御装置２０より電解ユニット１０に給電される。これにより、浴水循環装置１５が駆動されて電解ユニット１０に浴水が流通されると共に、第１・第２電極１２・１３に電圧が印加され、第１・第２電極１２・１３間の浴水が以下に示すように電気分解される。
【００１９】
ちなみに、第１・第２電極１２・１３間に印加される電圧の極性は所定時間（例えば、５分）毎に切り換えられるが、説明の便宜上、一方の第１電極１２が陽極、もう一方の第２電極１３が陰極の状態を例に、電気分解による電解水生成の化学反応について説明する。図１に示すように、電極１２・１３に電圧が印加されると電極の高電位側からＭｇ２＋イオンが溶解し、下記化学反応式（１）によって示されるように、Ｍｇ２＋イオンがＯＨ−イオンと反応してＭｇ（ＯＨ）２が生成し、電解槽１１内の水がアルカリ性に改質される。
【００２０】
【化１】Ｍｇ２＋＋２ＯＨ−→Ｍｇ（ＯＨ）２
また、一方の電極の低電位側では、水素イオン２Ｈ＋が電子を受け取って水素ガスＨ２になる反応が起きている。この水素ガスＨ２は量が僅かであるため安全上問題なく、図示しない排気口から排出されるように構成している。尚、第１・第２電極１２・１３の極性が反転した時には、反応が逆転するが説明は省略する。また、高電位側の電極からＭｇ２＋イオンが溶解することにより、中間電極１４の材料であるマグネシウムが消耗してしまう。
【００２１】
本実施形態では、高電位側と低電位側とを交互に切り換えて通電を行なうことにより、中間電極１４の両面が交互に溶解するため均等に消耗するように構成されている。そして、アルカリ水に改質された浴水が電解槽１１の吐出口１７から吐出される。
【００２２】
尚、浴槽５１へ給水している間は給水路４１中の水車３０ａが回転し、発電機３０ｂによって電力が発電されている。これにより、自己発電による電力を使って電気分解を実行するようになっている。そして、アルカリ水の生成を停止させたい時には、アルカリ化スイッチ（図示せず）を停止操作する。これにより、制御装置２０は、浴水循環装置１５への給電を停止して浴水の循環を停止すると共に、第１・第２電極１２・１３間への電圧印加も停止させる。
【００２３】
次に本実施形態における特徴について述べる。まず、浴槽５１内に設置されて改質する浴水が流通する電解ユニット１０と、電解ユニット１０内に配置された電極１２・１３間に電圧を印加して制御する制御装置２０とを備えている。また、浴槽５１へ湯水を供給する給水路４１中に配置された水車３０ａと、水車３０ａで駆動される発電機３０ｂとからなり、給水路４１を流通する湯水の流水エネルギーにより水車３０ａを回転させて発電機３０ｂにて発電する発電装置３０を備えている。
【００２４】
そして制御装置２０は、発電装置３０で発電した電力を電解ユニット１０に給電して浴水をアルカリ水に改質している。すなわち、本実施形態の浴水改質装置によれば、電解ユニット１０を設置する上で、浴槽５１内に設置することで、省スペースとすることができる。また、浴槽５１へ給水する際の流水エネルギーを利用して発電を行ない、その発電した電力にて浴槽内の浴水を電気分解することにより、エネルギーの有効利用、いわゆる省エネルギーとすることができる。
【００２５】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態における浴水改質装置の全体構成を示す模式図である。上述した第１実施形態とは、発電装置３０によって発電された電力を蓄える蓄電池（蓄電手段）３１を設けると共に、蓄電池３１から制御装置２０へ電力を供給するようにしたことのみ異なる。この第２実施形態の浴水改質装置によれば、蓄電池３１を設けたことにより、給水（流水）していない時でも必要に応じて、発電装置３０で発電した電力を電解ユニット１０に給電して浴水をアルカリ水に改質することができる。
【００２６】
尚、本実施形態の制御装置２０は、発電装置３０で発電された電力の供給を受けると共に、発電装置３０以外から、すなわち、商用電源から電力の供給を受け、直流電圧に変換させて電解ユニット１０に印加するように構成されている。ちなみに、発電装置３０で発電された電力が所定値以下の時には、商用電源からの電力を供給するようになっている。
【００２７】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、電解槽１１内に配置した電極を導電性金属からなる第１・第２電極１２・１３と、複数枚のマグネシウムからなる中間電極１４とで構成したが、本発明はこれに限らず、第１・第２電極１２・１３をマグネシウムの材料で形成して、中間電極１４を省略させても良い。また、中間電極１４を３枚設けた例で説明したが、この数に限定されることなく少なくとも１枚ないし複数枚以上でも良い。
【００２８】
また、両端電極はＰｔ／Ｔｉのような導電性金属でも良く、その場合も電極の間に１枚以上の中間電極で構成される。また、中間電極は配線されていても良いし、されていなくても良い。また、電極の形状は板状に限定するものではなく、例えば丸棒状であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における浴水改質装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】図１における電解ユニット１０の概要構成と、電気分解作用を説明する模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態における浴水改質装置の全体構成を示す模式図である。
【図４】従来の浴水改質装置の全体構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１０…電解ユニット
１２、１３…第１、第２電極（電極）
２０…制御装置（制御手段）
３０…発電装置（発電手段）
３０ａ…水車（流水回転手段）
３０ｂ…発電機（発電機構）
３１…蓄電池（蓄電手段）
４１…給水路
５１…浴槽
【図１】
2005007276.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005007276.tif 000005
【図４】
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